变压器工作原理PPT
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变压器基本原理与结构(图文并茂)PPT幻灯片课件
变压器结构与原理
作者 feifei45
1
• 变压器是一种静止的电气设备，它通过 电磁感应的作用，把一种电压的交流电 能变换成频率相同的另一种电压的交流 电能。
• 在电力系统中和生产生活中，变压器应 用非常广泛。
2
油浸式变压器在电力系统使用最为广 泛，三相油浸式电力变压器的外形如图 。 其基本结构可分成以下几个部分：铁心、 绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。
U 2 n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器．
n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．22
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2
所以： I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
11
冷却器
• 直接装配在变压器油箱壁上，对于强迫 油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部 抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇 的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使 热量散失到空气中去，经过冷却后的油 从变压器油箱底部重新回到变压器油箱 内。无论电动泵装在冷却器上部还是下 部，其作用是一样的。
12
绝缘套管
• 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱 外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱 绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构 取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套 管，10～35kV采用空心充气或充油式套 管，110kV及以上采用电容式套管。为了 增大外表面放电距离，套管外形做成多 级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。
作者 feifei45
1
• 变压器是一种静止的电气设备，它通过 电磁感应的作用，把一种电压的交流电 能变换成频率相同的另一种电压的交流 电能。
• 在电力系统中和生产生活中，变压器应 用非常广泛。
2
油浸式变压器在电力系统使用最为广 泛，三相油浸式电力变压器的外形如图 。 其基本结构可分成以下几个部分：铁心、 绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。
U 2 n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器．
n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．22
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2
所以： I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
11
冷却器
• 直接装配在变压器油箱壁上，对于强迫 油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部 抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇 的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使 热量散失到空气中去，经过冷却后的油 从变压器油箱底部重新回到变压器油箱 内。无论电动泵装在冷却器上部还是下 部，其作用是一样的。
12
绝缘套管
• 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱 外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱 绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构 取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套 管，10～35kV采用空心充气或充油式套 管，110kV及以上采用电容式套管。为了 增大外表面放电距离，套管外形做成多 级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。
变压器工作原理ppt
1. 变压器的基本结构
i10 A X u1
Φ
N1N2
S
Tr
a u20
|ZBiblioteka Baidu|
x
x
变压器 一次侧 绕组
（原边）
由硅钢片叠 压制成的变 压器铁心磁 路。
变压器 二次侧 绕组
（副边）
变压器图 形符号
变压器是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的“静止”电 气设备。变压器在传递电能的过程中频率不变。
2．变压器的工作原理
（1）变压器的空载运行与变换电压作用
i10 A X u1
Φ
N1N2
S
a u20
x
x
|ZL|
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为：
U1 U L1 4.44 fN1m U 20 U M2 4.44 fN 2m
变压器的一次侧接电源，二次侧开 路，这种运行状态称为空载。
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为：
u2＝f（i2）
两者之间的对应关系可用左图所示曲线
进行描述。
0
I2N
i2
4．变压器的损耗和效率
2．电压调整率
（1）损耗
U % U20 U2N 100% U 20
电压调整率反映了变压器运行 时输出电压的稳定性，是变压 器的主要性能指标之一。
P PCu PFe 其中：PCu I12 R1 I 22 R2
变压器PPT课件
I1
I2
绕组折算到二次侧.
•
E1
•
Im
•
E2
U 2
§2－2 变压器的负载运行折算法
折算的方法是二次绕组的匝数 N2变换为 N '2且令 N '2 N1 (E2' E1 )
•实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各个量，称为折算值； •保持副边绕组的磁势不变进行折算， 称为副边向原边折算； •保持原边绕组的磁势不变进行折算， 称为原边向副边折算。
•
•
•
•
E1 I 0 (r1 jx1 ) E1 I 0 Z1
r x 1 1 1 I 0 都较小
•
•
•
U1 E1 j4.44N1 f
•
•
•
U 20 E 2 j4.44 fN 2
§2－1 变压器空载运行
1 u(t) 为正弦波，时，由 u1 e1
e1 (t) 近似正弦波，由
铁心中主磁通
由一次侧磁势
•
F1
•
I1
N1
和二次侧磁势
•
F
2
•
I2
N2 共同作用建立
合成磁势
•
Fm
F1 F2 Fm
I1N1 I2 N2 Fm Im N 1
Im是激磁电流， 电压一定时,Im幅值不变。
变压器工作原理PPT演示课件
SEL1（三相强油风冷铝线电力变压器）、SFPSL1（三相强油风
冷三线圈铝线电力变压器）、SWPO（三相强油水冷自耦电力变
压器）等。
11
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的 封闭母线
与电网相连 的高压出线端
12
三相干式变压器
接触调压器
13
电源变压器
环形变压器
控制变压器
14
三、变压器的工作原理
叠装好的铁心其铁轭用槽钢（或焊接夹件）及螺杆固定。铁 心柱则用环氧无纬玻璃丝粘带绑扎。
铁心柱的截面在小型变压器中采用方形。在容量较大的变压 器中，采用阶梯形截面，如图3-6所示。
铁轭的截面有矩形及阶梯形的，如图3-7所示，其截面一般 比铁心柱截面大（5~10）%，以减小空载电流和空载损耗。
（二）绕组
U2
u2
只要：(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能 达到改变电压的目的。
15
四、变压器的额定值
额定容量 SN ( kVA )
指铭牌规定的额定使用条件 下所能输出的视在功率。是 输出能力保证值。
单位：V·A、KV·A、MV·A 其实际输出功率取决于负载的大 小和性质，即P=Scosφ。
第三章 变压器
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应, 将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压 等级的交流电能.
变压器基本工作原理培训课件
注意事项
安全操作
• 确保变压器在正常运行 状态下
• 遵循相关安全操作规程 和制度
• 保持清洁、通风、避光 等环境条件
维护方法
操作技巧
• 使用正规维护保养厂家 或机构
• 定期检修和保养，如换 油清洗
• 采用实测数据进行分析维修
• 避免超负荷，特别是在 夏季高温环境下
• 人员操作需要专业知识 和技能
• 实行隔离措施，保证人 身安全
探索变压器世界
欢迎来到变压器基本工作原理培训课程！在这个充满电能的旅程中，我们将 带你探索变压器的奥秘，深入了解它的构造、参数、维护和发展。
变压器的定义和作用
变压器是一种电气设备，其主要作用是将输入电源的电压转换为不同的输出电压，并且在电力传输和分配过程中 发挥着至关重要的作用。
如何实现电压转换？
变压器的未来发展和趋势
随着科技和社会的不断发展，变压器也在不停地进化和发展。未来的变压器将会更加精密、安全、环保和智能 化，适应各种应用场景和需求。
发展趋势
智能化变压器
非晶态变压器
通过嵌入式传感器、控制系统等 技术，实现遥测遥控、预警预报、 故障诊断等功能
采用非晶态材料制成，具有低损 耗、高效率、环保等优势
类型
环芯式，三角芯式，C型芯式
变压器的主要参数和性能指标
变压器的性能指标和参数是评估其性能、安全、适用范围和优劣的重要依据，了解和掌握这些参数，有助于我 们选择合适的变压器和提高其使用效果。
变压器的工作原理ppt课件
• 这个数字称为三相变压器联结组的“标号”
2.单相变压器的联结
• 单相变压器或三相变压器中某相高、低压绕组的联结 组问题其实质为电路理论中互感线圈的同名端问题
最新编辑ppt
32
最新编辑ppt
33
由给定原理图确定变压器的连接组标号
（1）画原、副边相量图：原理图上字母从左向 右排列，相量图上为顺时针排列；
• 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。
• 互感器的主要功能是:
（1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器 副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕 组的电压通常都规定为100V。
（2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次 主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平， 简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。
式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。 • 2、按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压
器、密封式变压器。 • 3、按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁
芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插 片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、 金属箔变压器、辐射式变压器等。
最新编辑ppt
12
1.空载试验的目的：测定变压器的电压比 K、铁耗 pFe 以及等效电路中的励磁阻抗 Zm 2.单相变压器空载试验电路
单相变压器空载试验按下图接线
最新编辑ppt
27
3.单相变压器空载试验方法
2.单相变压器的联结
• 单相变压器或三相变压器中某相高、低压绕组的联结 组问题其实质为电路理论中互感线圈的同名端问题
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32
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33
由给定原理图确定变压器的连接组标号
（1）画原、副边相量图：原理图上字母从左向 右排列，相量图上为顺时针排列；
• 互感器是电流互感器和电压互感器的合称。
• 互感器的主要功能是:
（1）可使仪表和继电器标准化。如电流互感器 副绕组的额定电流都是5A；电压互感器副绕 组的电压通常都规定为100V。
（2）可使测量仪表、继电器等二次设备与一次 主电路隔离。降低仪表及继电器的绝缘水平， 简化仪表构造，同时保证工作人员的安全。
式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。 • 2、按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压
器、密封式变压器。 • 3、按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁
芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插 片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、 金属箔变压器、辐射式变压器等。
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12
1.空载试验的目的：测定变压器的电压比 K、铁耗 pFe 以及等效电路中的励磁阻抗 Zm 2.单相变压器空载试验电路
单相变压器空载试验按下图接线
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27
3.单相变压器空载试验方法
变压器ppt课件
06
变压器的发展趋势与展望
高性能变压器的技术发展
更高的效率
通过改进设计和材料，提高变压 器的能量转换效率。
更小的体积
减小变压器的体积，以便在更小 的空间内安装。
更轻的重量
使用更轻的材料和设计，以降低 变压器的重量。
智能变压器的应用推广
远程监控和维护
通过物联网和传感器技术，实现对变压器状态的 远程监控和维护。
确定绕组匝数和线径
根据电压比和电流值，计算绕 组的匝数和线径，同时考虑绝 缘性能和机械强度。
优化结构设计
根据性能要求，对变压器结构 进行优化设计，如油箱、散热
器、绝缘件等。
制造工艺与质量控制
01
02
03
04
选择合适的材料
根据设计要求，选择合适的电 磁线、绝缘材料、钢材等。
制造绕组和铁芯
根据设计图纸，制造绕组和铁 芯，确保尺寸、形状和位置精
电子设备
电源变压器为计算机、电 视机等设备提供直流电源 。源自文库
音频设备
音频变压器用于放大音响 、耳机等设备中的音频信 号。
02
变压器的基本结构
铁芯与绕组
铁芯
是变压器的磁路部分，通常由硅 钢片组成，具有低铁损、高磁导 率的特点。
绕组
是变压器的电路部分，通常由铜 线或铝线绕制而成，负责传递交 流电。
《变压器的工作原理》课件
检查紧固件
检查并紧固所有连接螺栓和其他紧固 件，确保其牢固可靠。
变压器的常见故障与排除
绕组故障
铁芯故障
检查绕组是否有短路、断路或接地故障， 如有需要更换绕组。
检查铁芯是否有松动、变形或短路故障， 如有需要修复或更换铁芯。
变压器油故障
冷却系统故障
检查变压器油是否变质或含有水分、杂质 等，如有需要更换变压器油。
用于发电厂、变电站、 输电线路的电压变换和
电能传输。
电子设备
用于各种电子设备中的 信号传输、阻抗匹配和
电源供应。
通信系统
用于通信设备中的信号 传输和阻抗匹配。
工业自动化
用于工业自动化设备中 的控制信号传输和电源
供应。
02
变压器的工作原理
变压器的组成
铁芯
作为磁路，传递磁通。
绕组
分为一次和二次绕组，分别传输一次和二次电压 。
电压比选择
根据实际需求选择合适的电压 比，以满足不同场合的电压需
求。
变压器的效率
效率定义
变压器效率是指变压器输出功率与输入功率 之比，用百分数表示。
效率影响因素
线圈电阻、铁芯损耗、负载电流、温度等都 会影响变压器的效率。
效率计算公式
效率=输出功率/输入功率。
提高效率方法
选用优质材料、优化设计、降低损耗等措施 可以提高变压器效率。
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10.06.2020
8
空载电流和空载损耗
一、空载电流 作用与组成
空载电流I0包含两个分量，一个是励磁分量I0a，作用是建 立磁场，另一个是铁损耗分量I0r，主要作用是供铁损耗。
性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空 载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流；
大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸 有关，用空载电流百分数I0%来表示：
忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有
U1≈E1=4.44fN1Φm
则
Φm4.44E1fN1
U1 4.44fN1
可见，影响主磁通大小的因素有电源电压和频率，以及一
次线圈的匝数。
10.06.2020
12
(2)二次侧电动势平衡方程
U2=E2
2、变比
定义
kE1 N1 U1 U1N E2 N2 U20 U2N
E1=I0(Rm+jXm)
一次侧的电动势平衡方程为
U1=-E1+IΒιβλιοθήκη BaiduZ1
=I0(Rm+jXm+I0(R1+j X1)
空载时等效电路为
10.06.2020
14
Rm,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性所以 ZmR不m是j常Xm数，随磁路饱和程度增大而减小。
压器。 1960年3月我国沈阳变压器厂制造出第一台330kV变压器。 1979年12月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相500kV型号DFPS-
250000/500变压器。 2005年4月2日保定天威通过750kV型号ODFPS-500000/750变压器
试验。 2009年1月6日特变电工沈阳变压器公司生产的1000kV型号ODFS-
10.06.2020
i0
i0
10
空载损耗
变压器空载时一次侧从电源吸收少量的有功功率P0 ，供给铁心损耗PFe和绕组损耗IR由于I和R均很小， 所以即空载损耗近似为铁心损耗
对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与 电流频率的1.3次方成正比，即
空载损耗约占额定容量的0.1%-1%，而且随变压器容量的
E1=4.44fN1BmS×10-4
E2=4.44fN2BmS×10-4
10.06.2020
5
在主磁通的作用下，两侧的线圈分别产生感应电 势，电势的大小与匝数成正比，K为变压器变比。
变压器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比，即
变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大。变 压器的原、副线圈匝数不同，起到了变压器作用。
电力变压器的工作原理
一、变压器基本原理 二、变压器空载特性 三、变压器负载特性 四、电力变压器的型号 五、三相变压器
10.06.2020
1
变压器发展史
1884年匈牙利人制造出世界第一台变压器。（闭合铁心式） 1917年我国上海华生电器制造厂生产出我国第一台变压器
1953年我国沈阳变压器厂制造出第一台仿苏13500/110单相变压器。 1954年我国沈阳变压器厂制造出第一台单相规格20000/154变压器。 1958年8月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相仿苏40000/220变
增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用
优质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合
金。 10.06.2020
11
空载时的电动势方程、等效电路和相量图
一、电动势平衡方程和变比
1.电动势平衡方程
1.1一次侧电动势平衡方程
U1=-E1-E1δ+I0R1=-E1+I0R1+jI0X1=-E1+Z1I0
变压器一次侧为额定电压时，其二次侧电压随着负载电 流的大小和功率因素的高低而变化。
10.06.2020
6
二.变压器的空载特性
变压器一次绕组接电 源，二次绕组开路，负 载电流为零，这种情况 即为变压器的空载运行。 N1和N2为一、二次绕组 的匝数分别绕在两个铁 心柱上。
10.06.2020
7
主磁通与漏磁通的区别
1000000/1000变压器投入运行。
10.06.2020
2
世界上第一台闭合铁心变压 器
10.06.2020
我国第一台交流1000kV变压器
3
一、变压器基本工作原理
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电 磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频 率的另一种电压等级的交流电能.
变压器是利用电磁感应原理工作，它是由 相互绝缘且匝数不等的两个绕组（构成电路）， 套装在有良好导磁性能材料叠成的铁心上(构成 磁路），两绕组之间只有磁的耦合而没有电的 联系。
10.06.2020
4
变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后， 经绕组内流过交变电流产生磁动势 ，在这个磁动势作 用下，铁芯中便有交变磁通 ，即一次绕组从电源吸取 电能转变为磁能， 在铁芯中同时交（环）链原、副边 绕组（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二 次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组 接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流 过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利 用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
10.06.2020
I0
%
I0 IN
100%
9
3、空载电流波形
由于磁路饱和，空载电流 与由它产生的主磁通呈非 线性关系。
t 当磁通按正弦规律变化时，
空载电流呈尖顶波形。
当空载电流按正弦规律变 化时，主磁通呈尖顶波形。
3 21
1 2 3
实际空载电流为非正弦波，但为了分 析、计算和测量的方便，在相量图和 计算式中常用正弦的电流代替实际的 空载电流。
1）性质上：Φm与 I0 成非线性关系； ΦL1 与 I0 成线性关系；
2）数量上： Φm占99%以上， ΦL1仅占1%以下； 3）作用上： 起传递能量的作用， 起漏抗压降作用。
各电磁量参考方向的规定
一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。
磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应 它的磁通之间符合右手螺旋定则。
对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似
为额定相电压之比，具体为
Y，d接线 k U1N 3 U2N
D，y接线 k 3 U 1N U2N
10.06.2020
13
空载时的等效电路和相量图
等效电路
基于E1δ=-jI0X1δ表示法，Φ感应的电动势E1也用电抗压降 表示，由于Φ在铁心引起铁损PTE，所以还要引入一个电 阻Rm,用I20Rm等效PTE,即